生物医学光子学_scy-2光和生物组织体相互作用的基本形式20151118上课选编.ppt

Chapter 2 Interaction between light and bio-tissue;Chapter 2 Outlines;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;§2.1 Interaction forms between light and bio-tissue;Chapter 2 Interaction between light and bio-tissue; 2.2.1 吸收效应和吸收系数 2.2.2 分子吸收种类 2.2.3 生物组织中的吸收物质 2.2.4 朗伯-比尔定理 ;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption; 2.2.1 吸收效应和吸收系数 2.2.2 分子吸收种类 2.2.3 生物组织中的吸收物质 2.2.4 朗伯-比尔定理 ;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;分子吸收总能量可以看成是电子、转动和振动能量的总和： E＝ES+EP+ER+EV （2.1） 其中Es是电子的能量，平动能EP只是温度的函数，EV是由于原子间的振动（vibration）而具有的能量，而ER是分子围绕其核心旋转（rotation）所具有的能量。 ;表2.1 各光波段对应的跃迁; 2.2.1 吸收效应和吸收系数 2.2.2 分子吸收种类 2.2.3 生物组织中的吸收物质 2.2.4 朗伯-比尔定理 ;Water……………………74% of body mass Myoglobin（………）…….in muscle Melanin （黑色素）…….in skin only affecting reflection Lipid （脂类）……………..in every cell Cytochrome c oxidase（细胞色素）…..in every cell Hemoglobin （血红蛋白）……………...in blood Glucose（血糖）……………...in blood ;§2.2 Absorption;吸收系数随着波长的增加呈现出增大的趋势 在600～900nm的NIR波段，水的吸收系数约为0.001mm-1，因此可以讲，水具有NIR观测“窗口”特性。;在600～900nm的NIR波段，组织体中的主要吸收体为氧合血红蛋白(Oxy-hemoglobin, HbO2）和还原血红蛋白(deoxy-hemoglobin, Hb）;§2.2 Absorption;总 结 600nm-900nm（近红外）区，水的吸收很小。 近红外的一些区域和红外区，水成为生物组织体中占主导地位的吸收物，因此其它生色团对光的吸收信息实际上是淹没在了水的吸收谱内的。;对 策 采用的光波长应该尽量避开水的吸收峰，水在600-900 nm 的低吸收，（也被称为近红外光测量的光学窗口，NIR window），从而使得在此波段的光有可能穿过几厘米深的组织体，实现深层组织的探测。 要采取灵敏的检测技术和方法从水吸收的背景内提取出所需要的生色团的吸收信息; 2.2.1 吸收效应和吸收系数 2.2.2 分子吸收种类 2.2.3 生物组织中的吸收物质 2.2.4 朗伯-比尔定理 ;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;§2.2 Absorption;; 2.3.1 散射效应 2.3.2 弹性散射 2.3.3 非弹性散射 2.3.4 组织体出射光子的分类和